Pertemua 1 Arus listrik, Hambatan, hukum ohm, seri paralel.ppt by wahyudi42

VIEWS: 5,942 PAGES: 64

									LISTRIK DINAMIS
DAFTAR ISI


       Mengukur Kuat Arus dan Beda Potensial Listrik
       Hukum Ohm
       Hambatan kawat penghantar
       Penghantar listrik
       Hukum Kirchoff
       Rangkaian Seri
       Rangkaian Paralel
       Rangkain campuran
        Keluar
MENGUKUR KUAT ARUS DAN BEDA POTENSIAL
LISTRIK


  Konsep Arus Listrik dan Beda
     Potensial Listrik
  Arus listrik adalah aliran elektron-
     elektron.
  Elektron-elektron ini dapat mengalir
     karena adanya beda potensial.
  Beda potensial adalah dorongan yang
     menyebabkan elektron-elektron itu
     mengalir dari satu tempat
     ketempat lain
SYARAT TERJADINYA ARUS LISTRIK


  Elektron dapat mengalir pada
      suatu rangkaian jika ada
      beda potensial.
  Tapi jika rangkaiannya terbuka
      elektron tetap tidak
      mengalir walaupun ada
      beda potensial.
  Jadi arus listrik dapat mengalir
      bila:
  1.  Rangkaian listrik harus
      tertutup
  2.  Harus ada beda potensial
      didalam rangkaian.
MANA YANG BERBAHAYA, POTENSIAL ATAU ARUS?

Potensial listrik (tegangan) adalah besaran yang menyatakan
  dorongan terhadap elektron-elektron agar dapat mengalir
Bumi memiliki potensial listrik nol.
Beda potensial adalah beda nilai potensial antara dua titik
  berbeda dalam suatu rangkaian
Jadi walaupun antara dua titik didalam suatu rangkaian ada
  potensial listrik, arus listrik belum tentu mengalir.
Listrik tidak mengalir bila
   potensial kedua titik sama
   dan listrik baru mengalir
   bila di kedua titik terdapat
   beda potensial.
Jadi yang berbahaya adalah
   arus listrik, bukan
   potensial listrik.
MEMBUAT RANGKAIAN LISTRIK

Dalam membuat rangkaian listrik sederhana
   yang diperlukan adalah:
1. Baterai

2. Kabel

3. Lampu

Sekarang cobalah membuat berbagai rangkaian
   sederhana!
tunggal   Seri   Paralel   Campuran
MENGUKUR KUAT ARUS LISTRIK




                     1A


   A
MENGUKUR BEDA POTENSIAL LISTRIK



                          2,5 V
        V
HUKUM OHM




  1A




            2V
HK. OHM



  V            2      4       6       8      10
                                                          V
     I         1      2       3       4       5
                                                          I =K
  K            2      2       2       2       2
        Tegangan sebanding dengan kuat arus
            Bila tegangan naik maka kuat arus juga naik
 Hasil bagi tegangan dengan kuat arus adalah
         tetap ( Hk. Ohm)
PERSAMAAN HK. OHM


   V
         = R
    I
  atau

   V=I.R
   V = tegangan ( V )
   I = Kuat arus (A)
   R = Hambatan (Ω)
CONTOH
ARUS LISTRIK 2A MENGALIR MELALUI SEUTAS KAWAT PENGHANTAR KETIKA
BEDA POTENSIAL 12 V DIBERIKAN PADA UJUNG-UJUNGNYA. TENTUKAN
HAMBATAN LISTRIK PADA KAWAT TERSEBUT


Diketahui:             Jawab:
   I=2A
   V = 12 V                V=I.R
Ditanya:                  12 = 2 . R
   R=…
                           R=6Ω
LATIHAN.
1. Beda potensial 15 V harus diberikan pada
  ujung-ujung seutas kawat agar arus 2,5 A
  mengalir melalui kawat tersebut. Berapa
  hambatan listrik kawat?
2. Arus listrik 4 A mengalir melalui sebuah
  resistor 10 ohm. Berapa tegangan listrik yang
  dibaca oleh voltmeter yang dihubungkan pada
  ujung-ujung resistor?
3. Berapa kuat arus listrik yang mengalir
 melalui seutas kawat yang memili hambatan
 0,4 ohm jika ujung-ujungnya diberi tegangan
 200 mV?
HAMBATAN KAWAT PENGHANTAR

Tahukah anda apakah kawat penghantar itu?
    Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kita
    gunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa
    kita sebut kabel
Mana yang lebih baik, tembaga, besi atau
perak sebagai kawat penghantar?
  Yang paling baik sebagai kawat penghantar
  adalah perak karena memiliki hambatan paling
  kecil.
MENGAPA TEMBAGA?


  Mengapa kabel sebagai kawat
  penghantar listrik terbuat dari
  tembaga?
   Tembaga banyak diginakan sebagai kawat
   penghantar karena memiliki hambatan yang sangat
   kecil dan harganya murah daripada perak atau
   emas.
 Apakah jadinya jika kabel listrik terbuat
 dari emas atau perak?
HAMBATAN KAWAT PENGHANTAR


 Apa sajakah yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu kawat
 penghantar?

 Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya,
 berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?

 Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka
 makin besar hambatan yang kita alami.

 Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat
 penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami.

 Jadi, semakin panjang kawat penghantar
 semakin besar hambatannya
PANJANG KAWAT DAN HAMBATANNYA


  Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak
  hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?
  Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan
  kita maka makin besar hambatan yang kita alami.
  Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang
  kawat penghantar yang dilaluinya makin besar
  hambatan yang ia alami.

  Jadi, semakin panjang kawat penghantar
  semakin besar hambatannya
TEBAL KAWAT DAN HAMBATANNYA


  Lebih enak manakah, berkendaraan di jalan lebar atau
  di jalan yang sempit?
  Tentu saja jalan yang lebih lebar, karena semakin lebar
  jalan maka hambatannya semakin sedikit.
  Begitu juga dengan listrik yang melalui kawat
  penghantar, semakin besar kawat penghantar yang ia
  lalui, semakin kecil hambatan yang ia alami.

  Jadi, semakin besar kawat penghantar
  maka makin kecil hambatannya
JENIS KAWAT DAN HAMBATANNYA


 Lebih lancar manakah, berkendaraan di jalan pasar,
 jalan pemukiman atau jalan tol?
   Tentu saja di jalan tol, karena bebas hambatan, jalan
   pemukiman kurang lancar karena ada hambatan, sedang
   jalan pasar sangat banyak hambatannya.
 Hambatan pada jalan tergantung dari jenis jalannya.
 Begitu juga dengan kawat penghantar, hambatannya
 tergantung dari bahan penyusunnya.
   Jadi, hambatan kawat tergantung dari
   jenis kawatnya.
HAMBATAN KAWAT PENGHANTAR


  Dari pernyataan tersebut, dapat disimpilkan bahwa
  hambatan kawat penghantar sebanding dengan
  panjang kawat, berbanding terbalik dengan luas
  penampang kawat dan tergantung dari jenis kawat
  penghantar.
 Sehingga dapat dibuat persamaan:
                             R = hambatan kawat (Ω)
          L                  ρ = hambatan jenis kawat (Ωm)
      R=ρ                    L = panjang kawat (m)
          A                  A = luas penampang kawat (m²)
 Contoh

KAWAT YANG HAMBAT JENISNYA 0,000 001 ΩM DAN LUAS PENAMPANGNYA
0,000 000 25 M² DIGUNAKAN UNTUK MEMBUAT ELEMEN PEMBAKAR LISTRIK
1KW YANG HARUS MEMILIKI HAMBATAN LISTRIK 57,6 OHM. BERAPA PANJANG
KAWAT YANG DIPERLUKAN?

 Diketahui                     Jawab

                                   R=ρ     L
     ρ = 0,000 001 Ωm                      A
                                                          L
     A = 0,000 000 25 m²          57,6 = 0.000 001 . ____________
                                                         0,000 000 25
     R = 57,6 Ω
                                              L
                                    57,6 = ________
 Ditanya
                                             0,25
      L=…
                                       L = 57,6 . 0,25

                                       L = 14,4 m
LATIHAN



 1. Seutas kawat memiliki panjang 110 m, diameternya 7
    mm, dan hambat jenis 0,000 000 049 Ωm. Tentukan
    hambatan listrik kawat tersebut?
 2. Sepotong kawat tembaga mula-mula memiliki
   hambatan = R. Kemudian Kawat tersebut dipotong
   menjadi empat bagian yang sama panjang. Berapa
   hambatan masing-masing potongan tembaga
   tersebut?
3. Seutas kawat memiliki hambatan 40 ohm. Jika
 kawat tersebut ditarik sehingga panjangnya
 menjadi 1,5 kali panjang semula, berapa
 hambatan kawat itu sekarang?
PENGHANTAR LISTRIK
  Pernahkah anda kesetrum listrik?


  Mengapa ketika kita menyentuh kabel
  yang tidak terlindung kita kesetrum?
Mengapa ketika kita menyentuh kabel
yang terlindung kita tidak kesetrum?
   Itu karena kabel terbuat
   dari konduktor dan
   dilindungi oleh isolator

     Apakah kaonduktor dan
     isolator itu?
PENGHANTAR LISTRIK


 Berdasarkan daya hantarnya, zat digolongkan menjadi:
 1. Konduktor
 2.Isolator
KONDUKTOR : PENGHANTAR LISTRIK YANG BAIK


  Contoh: tembaga, besi,
  perak dan karbon

  Semua jenis logam dan
  karbon adalah
  konduktor
KONDUKTOR
ISOLATOR : PENGHANTAR LISTRIK YANG BURUK


  Contoh: kayu, plastik,
  karet dan kaca
  Semua jenis non logam,
  kecuali karbon, adalah
  isolator
 Pada tegangan yang
 sangat tinggi, isolator
 dapat menghantarkan
 listrik dengan baik
ISOLATOR
SUPER KONDUKTOR



 Selain konduktor dan isolator, ada penghantar yang
 sangat baik dalam menghantarkan listrik yaitu Super
 konduktor
 Super konduktor penghantar tanpa hambatan. Kondisi
 ini tercapai pada suhu 0 mutlak (-273 °C).
SEMI KONDUKTOR


  Selain itu ada juga penghantar
  bukan konduktao maupun
  isolator, yaitu Semi
  konduktor
  Semi konduktor adalah bahan
  yang dapat dibuat sebagai
  konduktor maupun isolator,
  contohnya silikon dan germanium
RANGKAIAN SERI
RANGKAIAN SERI

   Beberapa hambatan bila disusun seri akan
    memiliki hambatan lebih besar namun
    tegangan pada masing-masing hambatan
    menjadi lebih kecil.
HAMBATAN PENGGANTI

Beberapa hambatan yang disusun seri dapat
 diganti dengan hambatan sebesar jumlah
 semua hambatan tersebut

           R1          R2          R3


                        R

                R = R1 + R2 + R3
 Contoh
            R1         R2        R3
Bila R1 = 30 Ohm, R2 = 40 ohm dan R3= 10 ohm,
berapakah hambatan pengganti dari rangkaian di atas?

   Jawab :
   Karena rangkaian seri, maka
    R = R1 + R2 + R3
    R = 30 + 40 + 10
     R = 80 ohm
TEGANGAN PADA RANGKAIAN SERI



            V1   V2    V3




                  V



           V = V1 + V2 + V3
KUAT ARUS PADA RANGKAIAN SERI

               I1      I2      I3



        I




            I = I1 = I2 = I3
SIFAT RANGKAIAN SERI
RANGKAIAN PARALEL
RANGKAIAN PARALEL

   Bila beberapa hambatan disusun secara
    paralel maka hambatan totalnya menjadi
    lebihkecil dari masing-masing hambatan,
    tetapi tegangannya tetap
HAMBATAN PENGGANTI PADA
RANGKAIAN PARALEL

               R1


               R2

               R3


               R


        1   1    1    1
        R = R1 + R2 + R3
Contoh
                                                R1
Jika R1 = 10 ohm, R2 = 15 ohm
dan R3 = 30 ohm, berapakah                      R2
hambatan pengganti dari rangkaian
diatas?                                         R3


Jawab
        Karena rangkaiannya adalah paralel maka:
    1   1    1    1
    R = R1 + R2 + R3                R = 30
                                        6

    1
      = 1 + 1 + 1                   R = 5 ohm
    R   10  15  30

    1   3+2+1
    R =    30
      = 6
        30
TEGANGAN PADA RANGKAIAN
PARALEL
              V1

              V2

              V3

                V



        V = V1 = V2 = V3
KUAT ARUS PADA RANGKAIAN
PARALEL



         I1
         I2
     I   I3


         I = I1 + I2 + I3
SIFAT RANGKAIAN PARALEL
SIFAT RANGKAIAN PARALEL
RANGKAIAN CAMPURAN

            30 Ω
                        Berapakah hambatan total dari
 10 Ω              5Ω   rangkaian di samping?
            15 Ω         jawab
                            1    1    1
                            Rp = 30 + 15
10 Ω        Rp     5Ω            1+2
                               =
                                  30
 R = 10 + Rp + 5                = 3
                                  30
 R= 10 + 10 + 5
                                  30
 R = 25 Ω                    Rp =
                                  3
                            Rp = 10Ω
  Berapakah hambatan
  total dari rangkaian di
  samping?


        8Ω           7Ω     Rs2 = 30 ohm
                            1
                              = 1 + 1
                     10 Ω   R Rs1 Rs2
        20 Ω
                                  1   1
                              =     +
               Rs1                15 30
                                  2 + 1
                              =
                                    30
                                   3
            Rs2               = 30
Jawab
          Rs1 = 8 + 7            30
                             R=
          Rs1 = 15 ohm            3
                             R = 10 ohm
          Rs2 = 20 + 10
LATIHAN


      Bila semua resistor dalam rangkaian dibawah ini identik dan masing-masing
      memiliki hambatan 90 ohm, berapakah hambatan total pada masing-masing
      rangkaian?

 1.                                  2.




 3.                                    4.
RANGKAIAN HAMBATAN
 SEGITIGA - BINTANG

                        R1.R2
                RA 
       RB            R1  R2  R3
 RC
           RA           R2 .R3
                RB 
      R1             R1  R2  R3
                         R1.R3
                RC 
                     R1  R2  R3
      CONTOH SOAL
RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
12 ohm        6 ohm
         10 ohm


                      Hitunglah hambatan pengganti.

4 ohm       2 ohm


6 ohm     10 ohm
         6 ohm




                      Hitunglah hambatan pengganti.

6 ohm       2 ohm
   JAWABAN CONTOH SOAL
 RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
  12 ohm         6 ohm   Jika besar perkalian silang hambatan sama :
            10 ohm       Maka rangkaian mengalami jembatan wheatstone
                         hambatan yang di tengah tidak diperhitungkan
                         karena tidak ada arus yang melalui hambatan
                         tersebut.
                         Rs  12  6  18ohm Rs  4  2  6ohm
  4 ohm        2 ohm
                         1     1   1                    18
                                              Rp          4,5ohm
                         Rp   18   6                   3 1
  6 ohm      10 ohm
                                         6.6
    RB                   RA  RB  RC         2ohm
            6 ohm




                                        666
  RA
       RC                 Rs  2  10  12ohm     Rs  2  2  4ohm
  6 ohm        2 ohm      1    1 1                12
                                          Rp        3ohm
Rs  3  2  5ohm         R p 12 4               1 3
         ALAT UKUR
    JEMBATAN WHEATSTONE
untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar




   •Bila arus yang lewat G = 0, maka :
                     R1 . R3
              RX   
                      R2
       CONTOH SOAL
   JEMBATAN WHEATSTONE

Suatu hambatan yang belum diketahui besar-
nya ialah Rx dipasang pada jembatan Wheat-
stone. Hambatan-hambatan yang diketahui
adalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanome
ter yang dipasang menunjukkan angka nol.
Hitunglah Rx.
JAWABAN CONTOH SOAL
JEMBATAN WHEATSTONE

           Rx .R2  R1.R3
                 R1.R3
            Rx 
                  R2
                3.10
           Rx        15ohm
                  2
       ALAT UKUR
AMPERMETER/GALVANOMETER
          Dipakai untuk mengukur kuat arus.
        Mempunyai hambatan yang sangat kecil.
      Dipasang seri dengan alat yang akan diukur.
Untuk mengukur kuat arus yang sangat besar (melebihi
batas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel dengan
Amperemeter (alat Amperemeter dengan tahanan Shunt
              disebut AMMETER)
                                 •untuk mengukur arus yang
                                 kuat arusnya n x i Ampere harus
                                 dipasang Shunt sebesar :

                                             1
                                      RS       Rd
                                           n 1
      CONTOH SOAL
AMPERMETER/GALVANOMETER

Sebuah galvanometer dengan hambatan
5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat diguna-
kan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A.
pada 100 millivolt jarum menunjukkan skala
maksimum.
Berapa besar hambatan shunt tersebut ?
  JAWABAN CONTOH SOAL
AMPERMETER/GALVANOMETER
       Rv
i

                         vmaks 0,1
               imaks              0, 02amper
                          R     5
                     idiukur   50
     Rshunt     n                 2.500
                      imaks 0, 02
                1
    Rshunt           .5ohm  0, 002ohm
             2500  1
                 ALAT UKUR
                 VOLTMETER
         Dipakai untuk mengukur beda potensial.
       Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar.
 Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur
                      potensialnya.
Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya,
      dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter.
                                  Untuk mengukur beda potensial
                                  n x batas ukur maksimumnya,
                                  harus dipasang tahanan depan
                                  (RV):


                                   Rv = ( n - 1 ) Rd
          CONTOH SOAL
           VOLTMETER


Sebuah voltmeter yang mempunyai hambatan
1000 ohm dipergunakan untuk mengukur po-
tensial sampai 120 volt. Jika daya ukur volt-
meter= = 6 volt.
Berapa besar hambatan Multiplier agar
pengukuran dapat dilakukan ?
JAWABAN CONTOH SOAL
     VOLTMETER
                  Rv


       Rdepan
   Vdiukur 120          Rmultiplier  (n  1) Rv
n             20
   Vmaks    6

 Rmultiplier  (20  1)1000  19.000 ohm

								
To top